염색폐수 유기물 지표의 다변량 통계분석 (Multivariate Statistical Analysis of Dyeing Wastewater Organic Matter Indicators)

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 46권 / 2호 / 57 ~ 63페이지
· 저자명 : 조영범, 안준수, 김채호, 신동철

초록

목적 : 2016년부터 방류수 수질기준의 유기물 지표로써 TOC(Total Organic Carbon)가 COD(Chemical Oxygen Demand)를 대체하여 관리하고 있다. 그러나 폐수처리시설의 공정별 유기물질 분포의 파악이 제대로 이루어지지않아 안정적인 처리수질 확보에 어려움을 느끼고 있다. 따라서 본 연구에서는 염색폐수를 대상으로 원수와 1차처리수, 2차처리수, 방류수의 TOC와 기존 유기물질 지표와의 상관관계를 파악하였다.
방법 : 경기도 Y시에 위치한 염색폐수처리시설을 대상으로 각 공정별 시료를 주 2회, 총 24회를 채취하여 유기오염물 지표(TOC, CODCr, CODMn, BOD5)를 분석하였다. TOC는 TOC-VCHP (Shimadzu, Japan)을 이용하여 NPOC (non-purgeable organic carbon)법으로 분석하였다. 분석 결과를 이용하여 염색폐수의 유기오염물질 특성을 분석하였다. 또한 SPSS를 이용하여 다변량 통계분석을 실시하여 유기오염물 지표간의 상관관계, 주성분 분석을 하였다.
결과 및 토의 : 다변량 통계분석 분석결과, TOC는 평균 574.9 mg/L로 유입되어 58.2 mg/L로 처리되었다. CODCr, CODMn, BOD5의 경우 1,644, 448.9, 440.7 mg/L로 유입되어 98.2, 39.7, 10.8 mg/L로 처리되었다. 방류수 수질 기준으로 평가하였을 때, 모두 III지역 기준을 만족시키고 있었으나 하수처리시설 방류수의 TOC 농도에 비해 상대적으로 높은 수준으로 방류되고 있다. Pearson correlation analysis를 통하여 유기물 지표간 단순상관성을 비교한 결과, 유입 원수는 TOC:TCODCr (r=0.720), TOC:TCODMn (r=0.636)으로 높은 양의 상관관계를 보이고 있으며 TOC: TBOD5 (r=0.302)은 낮은 상관성을 보였으며 염색폐수내 유기물질이 대부분 난분해성 물질로 생분해성이 낮음에서기인한 것으로 판단된다. 유입수와 1차 처리수, 최종처리수의 주성분 분석 결과, 각 3개(최종처리수는 2개)의 주성분이 추출되었으며, 누적 기여율은 80.1%, 83.2%, 95.6%를 차지했다.
결론 : 염색 공장에서 취급하는 가죽의 종류와 약품 등에 따라 폐수 성상 차이가 심하기 때문에 유입수의 상관성은낮게 나타났으나 처리수는 비교적 높은 상관관계를 보였다. 폐수처리시설의 공정별 상관성도 후단 공정으로 갈수록 높아지는 경향을 보였다. 위의 통계 분석은 효과적인 유기물질 관리를 위한 기초자료로써 활용이 가능할 것으로 판단된다.

영어초록

Objectives:Since 2016, TOC (Total Organic Carbon) has replaced COD (Chemical Oxygen Demand) as an organic indicator for effluent wastewater quality standards. However, the distribution of organic substances by process in wastewater treatment facilities is not properly identified, making it difficult to secure stable treated wastewater quality. Therefore, in this study, we identified the correlation between TOC and existing organic matter indicators in raw wastewater, primary treated, secondary treated, and effluent wastewater for dyeing wastewater.Methods:Samples for each process were collected twice a week, a total of 24 times, from a dyeing wastewater treatment plant located in Y-city, Gyeonggi-do, and organic pollutant indicators (TOC, COD_Cr, COD_Mn, BOD₅) were analyzed. TOC was analyzed by the NPOC (non-purgeable organic carbon) method using TOC-VCHP (Shimadzu, Japan). Using the analysis results, the characteristics of organic pollutants in dyeing wastewater were analyzed. In addition, multivariate statistical analysis was performed using SPSS to analyze correlations between organic pollutant indicators and principal component analysis.Results and Discussion:As a result of multivariate statistical analysis, TOC was inflowed at an average of 574.9 mg/L and treated at 58.2mg/L. In the case of COD_Cr, COD_Mn, and BOD₅, the inflow was 1,644, 448.9, and 440.7 mg/L and was treated at 98.2, 39.7, and 10.8mg/L. When evaluated based on effluent water quality standards, all of them satisfied the Region III standards, but were discharged at a relatively high level compared to the TOC concentration of sewage treatment plants effluent. As a result of comparing correlations between organic matter indicators through Pearson correlation analysis, the inflow raw water shows a high positive correlation with TOC:TCOD_Cr (r=0.720), TOC:TCOD_Mn (r=0.636), and TOC:TBOD₅ (r=0.302) showed low correlation. This is reason to be due to the fact that most organic substances in dyeing wastewater are non-degradable substances and have low biodegradability. As a result of principal component analysis of influent, primary treated, and final treated, three main components each (two for final treated) were extracted, with cumulative contribution rates of 80.1%, 83.2%, and 95.6%.Conclusion:Because the properties of wastewater differ greatly depending on the type of leather and chemicals handled at the dyeing factory, the correlation between influent water was low, but the correlation between treated water and treated water was relatively high. The correlation between processes in wastewater treatment facilities also tended to increase toward later processes. It is believed that the above statistical analysis can be used as basic data for effective organic matter management.

참고자료

· 없음